612

Изучение геометрии скольжения на примере ГЦК монокристалла и расчет фактора Шмида для различных систем скольжения

Лабораторная работа

Математика и математический анализ

Действующие системы скольжения и их количество для никеля при ориентировке кристалла. Системы скольжения и их количество при ориентации кристалла своей осью внутри стереографического треугольника 001\0-11\-1-11.

Русский

2013-01-06

71 KB

50 чел.

Отчет по лабораторной работе

Изучение геометрии скольжения на примере ГЦК монокристалла и расчет фактора Шмида для различных систем скольжения

Цель работы

  1.  Закрепление теоретических знаний по темам: Кристаллографическая природа пластической деформации, Критическое напряжение сдвига и Геометрия скольжения.
    1.  Приобретение навыков работы со стереографической проекцией.
      1.  Приобретение практических навыков по расчету фактора Шмида.

Действующие системы скольжения и их количество для никеля при ориентировке кристалла [100].

При ориентировке кристалла [100] будет действовать 8 систем скольжения:

  1.  (111) [-101]
  2.  (111) [1-10]
  3.  (-111) [-1-10]
  4.  (-111) [101]
  5.  (1-11) [10-1]
  6.  (1-11) [011]
  7.  (-1-11) [-10-1]
  8.  (-1-11) [0-11]

Расчет фактора Шмида для ориентировки кристалла [100].

- угол между нормалью к плоскости скольжения и осью кристалла;

- угол между направлением скольжения и осью кристалла;

cos =

cos =            = 0,58

cos =            = 0,71

coscos=0,58∙0,71=0,41

Фактор Шмида при ориентировке кристалла [100] равен 0,41.

Системы скольжения и их количество при ориентации кристалла своей осью внутри стереографического треугольника 001\0-11\-1-11.

Для выбранной ориентации оси растяжения системой скольжения с наибольшим фактором Шмида является система (11) [01].Такую систему называют первичной. В процессе деформации направление скольжения [01] должно поворачиваться к оси растяжения. Чтобы рассмотреть последующие изменения в действующих системах скольжения, более удобно полагать, что не направление скольжения приближается к оси растяжения, а наоборот ось растяжения поворачивается к направлению скольжения. Поэтому на рисунке показывается перемещение полюса Р в направлении полюса [01]. Через некоторое время ось растяжения попадет на границу стереографического треугольника [001](), и дальше в  следующий  стереографический треугольник, но в нем системой скольжения с наибольшим  фактором Шмида является система (11) [01]. Это означает,  что с этого момента ось растяжения  должна приближаться к направлению скольжения [01], тогда ось растяжения снова попадет в первый  стереографический треугольник и вступает в действие первичная система. Система (11) [01] называется вторичной. Процесс продолжается до тех пор, пока ось растяжения не попадет в положение, соответствующее ориентировке [2]. В этом положении одновременно действуют обе системы скольжения, т.е первичная и вторичная.

Такое скольжение называют двойным или множественным. Через некоторое время оно приведет к локализации деформации в шейке образца, упрочнению кристалла и его разрушению. Из-за множественного характера скольжения сдвиговая деформация (пластичность) ГЦК кристаллов не превышает 100%  (существенно меньше, чем в ГП кристаллах). При ориентировке 001 действует 8 систем скольжения, это отвечает четырем плоскостям с двумя направлениями скольжения в каждой, из которых одновременно может быть использовано только одно.

Вывод: закрепила теоретические знания по темам: «Кристаллографическая природа пластической деформации», «Критическое напряжение сдвига» и «Геометрия скольжения». Приобрела практические навыки по расчету фактора Шмида и работы со стереографической проекцией. Особенностью ГЦК кристаллов является то, что они имеют много систем скольжения, и следовательно их трудно ориентировать для действия только одной системы. Поворот направления скольжения к оси растяжения кристалла (направление скольжения принадлежит системе скольжения с наибольшим фактором Шмида) неизбежно приведет к сдвигу по другим системам скольжения, в которых из-за поворота фактор Шмида возрастает.

Для того чтобы показать, какие системы скольжения действуют в кристалле при данной ориентации оси растяжения, необходимо знать угловые соотношения между направлением, плоскостью скольжения и осью растяжения. Чтобы определить ориентацию плоскостей и направлений скольжения в кристалле необходимо знать ориентировку кристалла. Для этого строят стереографическую проекцию. Она является геометрическим построением на плоскости, в котором сохраняются и могут быть измерены угловые соотношения между плоскостями в кристалле. Из-за множественного характера скольжения сдвиговая деформация (пластичность) ГЦК кристаллов не превышает 100%. При ориентировке 100 действует 8 систем скольжения, это отвечает четырем плоскостям с двумя направлениями скольжения в каждой, из которых одновременно может быть использовано только одно. Фактор Шмида для такой ориентировки равен 0,41. При ориентации кристалла своей осью внутри стереографического треугольника 001\0-11\-1-11, действуют две системы скольжения: (11) [01] – первичная, (11) [01] - вторичная. Такое скольжение называют двойным или множественным. Через некоторое время оно приведет к локализации деформации в шейке образца, упрочнению кристалла и его разрушению.


-101

-111

-1-11

-1-10

-110

100

1-11

111

101


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

58036. ЗАСТОСУВАННЯ ВИЗНАЧЕНОГО ІНТЕГРАЛА 558.5 KB
  Сприяти закріпленню знань про геометричний та фізичний зміст інтеграла. Учитель пропонує закінчити речення щоб сформульовані твердження були вірними: Криволінійною трапецією називається Дія обернена до диференціювання Первісні для однієї і тієї ж функції відрізняються тільки...
58037. Завоевание арабов. Создание Арабского халифата 248.5 KB
  Рассмотреть историю создания Арабского халифата и возникновение ислама, ознакомиться с ярчайшими достижениями исламской культуры; усовершенствовать навыки работы с исторической картой
58038. Утворення національної держави в Італії 123 KB
  Мета: навчити учнів встановлювати хронологічну послідовність подій; визначати причини хід та наслідки обєднання Італії; пояснювати терміни: поміркованоліберальний напрям обєднання революційний напрям обєднання; давати характеристику політичним лідерам даного періоду...
58039. Італія 104 KB
  Мета: Охарактеризувати процес розвитку Італії у повоєнні роки. Розкрити основні тенденції економічного, політичного, соціального розвитку. Показати основні проблеми, що стояли перед країною, і шляхи їх подолання.
58040. Побудова математичної моделі 120.5 KB
  Мета уроку: Сприяти формуванню практичних умінь і навичок розв’язувати задачі за допомогою рівнянь; розвивати логічне мислення; спонукати учнів до прояву творчої активності, ініціативи; розвивати вміння аналізувати, знаходити раціональні способи розв’язування задач.
58041. Підсумковий урок по темі «Чотирикутники» 220 KB
  Мета уроку: Повторити і систематизувати означення окремих видів чотирикутників і їх властивостей. Встановити зв’язок між обсягами понять. Вдосконалити в учнів уміння та навички розв’язувати задачі, використовуючи властивості чотирикутників...
58042. Особистісно орієнтоване навчання на уроках математики 116.5 KB
  Виходячи з принципів особистісно орієнтованого навчання учитель повинен дозволити учням засвоювати знання в тому темпі який визначається їхніми пізнавальним здібностями забезпечити засвоєння всіма учнями знань на рівні державних стандартів що дозволить їм продовжувати освіту або займатися трудовою діяльністю після отриманої спеціальної підготовки; дати можливість здібним учням максимально розвинути позитивні нахили і задовольнити свої пізнавльні інтереси...
58043. Узагальнена теорема Фалеса 228.5 KB
  Мета уроку: Закріпити знання учнів про зміст узагальненої теореми Фалеса а також про означення та властивості подібних трикутників; доповнити знання учнів історичними фактами з життя Фалеса та таких понять як пропорціональність відрізків та подібність фігур; удосконалювати вміння застосовувати вивчені твердження під час розвязування задач практичного змісту. Ми з вами вивчаємо одну з найцікавіших тем геометрії Узагальнена теорема Фалеса. Чому найцікавіших Тому що знання узагальненої теореми Фалеса та означення подібності трикутників і їх...
58044. Функція в основній школі 346.5 KB
  Мета: повторити, систематизувати та узагальнити знання учнів з теми «Функція в основній школі»; удосконалювати вміння та навички у застосуванні цих знань при розвязуванні вправ; розвивати логічне та асоціативне мислення...